DE102022110371A1 - Spulenmodul und drahtlose enrgieübertragungsvorrichtung - Google Patents

Spulenmodul und drahtlose enrgieübertragungsvorrichtung Download PDF

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Noritaka CHIYO
Michihisa Tokui
Takuya Yoshida
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TDK Corp
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Abstract

Es wird ein Spulenmodul offenbart, das einen Halter mit einem flachen Plattenteil, um darauf ein Zielgerät zu platzieren, einem ersten Anschlag, der sich in einer ersten Richtung entlang einer ersten Seite des flachen Plattenteils erstreckt, und einem zweiten Anschlag, der sich in einer zweiten Richtung orthogonal zur ersten Richtung entlang einer zweiten Seite des flachen Plattenteils erstreckt, und eine Spule aufweist, die so vorgesehen ist, dass sie den flachen Plattenteil des Halters überlappt. In einer Spulenachsenrichtung gesehen ist ein Außenmaß der Spule in einer dritten Richtung, die in einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf die erste Richtung geneigt ist, größer als ein Außenmaß der Spule in einer vierten Richtung, die orthogonal zur dritten Richtung verläuft.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • --Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Spulenmodul und eine drahtlose Energieübertragungsvorrichtung.
  • --Beschreibung des Stands der Technik
  • Wie in der JP 2013-093973A beschrieben, verfügt ein Halter, auf dem ein Zielgerät wie ein Smartphone platziert werden kann, manchmal über eine Spule zum kontaktlosen Aufladen des Zielgeräts.
  • Der in der JP 2013-093973A beschriebene Halter kann jedoch nur Zielgeräte einer bestimmten Größe aufnehmen und kann daher nicht verschiedene Zielgeräte unterschiedlicher Größe aufladen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, ein verbessertes Spulenmodul mit einem Halter und einer Spule sowie eine drahtlose Energieübertragungsvorrichtung mit einem solchen Spulenmodul bereitzustellen.
  • Ein Spulenmodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung schließt ein: einen Halter mit einem flachen Plattenteil, um darauf ein Zielgerät zu platzieren, einem ersten Anschlag, der sich in einer ersten Richtung entlang einer ersten Seite des flachen Plattenteils erstreckt, und einem zweiten Anschlag, der sich in einer zweiten Richtung orthogonal zur ersten Richtung entlang einer zweiten Seite des flachen Plattenteils erstreckt; und eine Spule, die so vorgesehen ist, dass sie den flachen Plattenteil des Halters überlappt. In einer Spulenachsenrichtung gesehen ist ein Außenmaß der Spule in einer dritten Richtung, die in einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf die erste Richtung geneigt ist, größer als ein Außenmaß der Spule in einer vierten Richtung, die orthogonal zur dritten Richtung verläuft.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung können verschiedene Zielgeräte unterschiedlicher Größe aufgeladen werden.
  • Figurenliste
  • Die obigen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung gehen deutlicher aus der folgenden Beschreibung bestimmter bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor, in denen:
    • 1 eine schematische perspektivische Ansicht ist, die das äußere Erscheinungsbild eines Spulenmoduls 1 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
    • 2 eine erste schematische Ansicht zur Erläuterung der Form der Spule 3 und ihrer Position auf dem flachen Plattenteil 10 ist;
    • 3 eine zweite schematische Ansicht zur Erläuterung der Position der Spule 3c auf dem flachen Plattenteil 10 ist;
    • 4 eine dritte schematische Ansicht zur Erläuterung der Position der Spule 3c auf dem flachen Plattenteil 10 ist;
    • 5 eine vierte schematische Ansicht zur Erläuterung der Position der Spule 3 auf dem flachen Plattenteil 10 ist;
    • 6 eine schematische Querschnittsansicht ist, die die Konfiguration der Spule 3 veranschaulicht;
    • 7 eine Draufsicht zur Erläuterung der Musterform des ersten Spulenmusters 100 von der Oberfläche 21 des Substrats 20 aus gesehen ist;
    • 8 eine Draufsicht zur Erläuterung der Musterform des ersten Spulenmusters 100 und des zweiten Spulenmusters 200 von der Oberfläche 21 des Substrats 20 aus gesehen ist;
    • 9 ein Ersatzschaltbild der Spule 3 ist;
    • 10 ein Blockdiagramm ist, das eine drahtlose Energieübertragungsvorrichtung 40 unter Verwendung des Spulenmoduls 1 veranschaulicht; und
    • 11 eine schematische Ansicht ist, die ein Spulenmodul 1A gemäß einer Modifikation veranschaulicht.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail erläutert.
  • 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die das äußere Erscheinungsbild eines Spulenmoduls 1 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
  • Wie in 1 dargestellt, umfasst das Spulenmodul 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Halter 2, auf dem ein Zielgerät, etwa ein Smartphone, platziert wird, und eine in den Halter 2 integrierte Ladespule 3. Der Halter 2 weist einen flachen Plattenteil 10 auf, um darauf das Zielgerät zu platzieren. Die Oberfläche des flachen Plattenteils 10 ist eine xy-Ebene und weist die Seiten 11 und 13, die sich in y-Richtung (erste Richtung) erstrecken, und die Seiten 12 und 14, die sich in x-Richtung (zweite Richtung) erstrecken, auf. Die Seite 11 ist eine erste Seite, und die Seite 13 befindet sich auf der der Seite 11 gegenüberliegenden Seite. Die Seite 12 ist eine zweite Seite, und die Seite 14 befindet sich auf der der Seite 12 gegenüberliegenden Seite. Der flache Plattenteil 10 hat eine vertikal längliche Form mit einer größeren Abmessung in der y-Richtung als in der x-Richtung.
  • Der Halter 2 weist außerdem einen seitlichen Anschlag 15, der sich in y-Richtung entlang der Seite 11 des flachen Plattenteils 10 erstreckt, und einen unteren Anschlag 16 auf, der sich in x-Richtung entlang der Seite 12 des flachen Plattenteils 10 erstreckt. Der seitliche Anschlag 15, bei dem es sich um ein Beispiel für einen ersten Anschlag handelt, ragt in z-Richtung vor, um zur Positionierung des auf dem flachen Plattenteil 10 platzierten Zielgeräts in x-Richtung zu fungieren. Der untere Anschlag 16, bei dem es sich um ein Beispiel für einen zweiten Anschlag handelt, ragt in z-Richtung vor, um zur Positionierung des auf dem flachen Plattenteil 10 platzierten Zielgeräts in y-Richtung zu fungieren. Der seitliche Anschlag 15 kann sich entlang der gesamten Seite 11 des flachen Plattenteils 10 oder teilweise entlang der Seite 11 erstrecken. Ähnlich kann sich der untere Anschlag 16 entlang der gesamten Seite 12 des flachen Plattenteils 10 oder teilweise entlang der Seite 12 erstrecken.
  • Die Spule 3 ist so vorgesehen, dass sie den flachen Plattenteil 10 des Halters 2 überlappt. Die Spule 3 kann im Inneren des flachen Plattenteils 10 oder auf einer Oberfläche des flachen Plattenteils 10 vorgesehen sein. Die Spule 3 hat eine Achse, die in z-Richtung verläuft. Die Spule 3 ist eine Übertragerspule, die zur drahtlosen Energieübertragung verwendet wird und ein Zielgerät, etwa ein auf dem Halter 2 platziertes Smartphone, mittels drahtloser Energieübertragung aufladen kann. Der Halter 2 kann einen Ständer zum Aufstellen aufweisen oder den Ständer überflüssig machen, um dem Benutzer die Bedienung eines Zielgeräts, etwa eines Smartphones, während des Aufladens zu erleichtern. Die Größe des Zielgeräts, das auf dem Halter 2 platziert werden kann, ist nicht festgelegt, sondern es können verschiedene Zielgeräte mit etwas unterschiedlichen Größen platziert werden. Das Zielgerät verfügt über eine Empfängerspule für die drahtlose Energieübertragung. Wenn also Strom in der Spule 3, die eine Übertragerspule ist, in einem Zustand fließt, in dem die Spule 3 und die Empfängerspule einander überlappen, wird das Zielgerät kontaktlos aufgeladen.
  • 2 ist eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Form der Spule 3 und ihrer Position auf dem flachen Plattenteil 10.
  • In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 3a einen Verdrahtungsbereich eines spiralförmigen Spulenmusters, das die Spule 3 bildet, und das Bezugszeichen 3b bezeichnet einen Öffnungsbereich, der von dem Verdrahtungsbereich 3a umgeben ist. Wie in 2 veranschaulicht, ist die flächige Form der Spule 3 in z-Richtung gesehen kein echter Kreis, sondern eine elliptische Form, deren Längsachse eine vorbestimmte Neigung in Bezug auf die y-Richtung aufweist. Genauer gesagt ist, unter der Annahme, dass die Spulenachse der Spule 3 C0 ist, ein Außenmaß D1 der Spule 3 in einer Richtung A, die ein Beispiel für eine dritte Richtung ist, die durch die Spulenachse C0 verläuft, größer als ein Außenmaß D2 der Spule 3 in einer Richtung B, die ein Beispiel für eine vierte Richtung ist, die durch die Spulenachse C0 verläuft. Die Richtung A und die Richtung B sind orthogonal zueinander und weisen eine vorbestimmte Neigung in Bezug auf die x- und y-Richtung auf. Die Richtung A und die Richtung B sind orthogonal zur z-Richtung. Die Spulenachse C0 fällt nicht mit der Mitte des flachen Plattenteils 10 zusammen und ist in x- und y-Richtung dazu versetzt. Ein Abstand W1 zwischen der Spulenachse C0 und der Seite 12 des flachen Plattenteils 10 in y-Richtung ist größer als ein Abstand W2 zwischen der Spulenachse C0 und der Seite 11 des flachen Plattenteils 10 in x-Richtung.
  • Wie oben beschrieben, wird ein Zielgerät, zum Beispiel ein Smartphone, auf dem flachen Plattenteil 10 des Halters 2 platziert. Die Empfängerspule des Zielgeräts (insbesondere im Fall eines Smartphones) ist häufig im mittleren Bereich sowohl in der x- als auch in der y-Richtung des Zielgeräts angeordnet. Daher überlappt in beiden Fällen, in denen ein relativ kleines Zielgerät S1 oder ein relativ großes Zielgerät S2 auf dem Halter 2 platziert wird, die gesamte oder ein Teil der Empfängerspule des Zielgeräts S1 oder S2 die Spule 3. Obwohl dies nicht dargestellt ist, gilt das Gleiche für den Fall, dass ein Zielgerät, das größer als das Zielgerät S1 und kleiner als das Zielgerät S2 ist, auf dem Halter 2 platziert wird. Wenn beispielsweise das relativ kleine Zielgerät S1 auf dem Halter 2 platziert wird, überlappt eine Mittelposition C1 der Empfängerspule des Zielgeräts S1 den unteren rechten Teil des Öffnungsbereichs 3b der Spule 3, während, wenn das relativ große Zielgerät S2 auf dem Halter 2 platziert wird, eine Mittelposition C2 der Empfängerspule des Zielgeräts S2 den oberen linken Teil des Öffnungsbereichs 3b der Spule 3 überlappt.
  • Wenn also eines der Zielgeräte S1 und S2 unterschiedlicher Größe auf dem Halter 2 platziert wird, überlappt die gesamte oder ein Teil der Empfängerspule des Zielgeräts S1 oder S2 die Spule 3, vorzugsweise überlappt die Mittelposition C1 oder C2 der in dem Zielgerät S1 oder S2 integrierten Empfängerspule den Öffnungsbereich 3b der Spule 3 in z-Richtung. Dies bewirkt, dass der von der Spule 3 erzeugte Magnetfluss effizient mit der in dem Zielgerät S1 oder S2 integrierten Empfängerspule zusammenwirkt, wodurch eine hoch effiziente Energieübertragung ermöglicht wird.
  • Wie in 2 dargestellt, wenn eine imaginäre Linie L1 angenommen wird, die sich in Richtung A auf dem flachen Plattenteil 10 erstreckt, um durch die Spulenachse C0 zu verlaufen, kreuzt die imaginäre Linie L1 die Seiten 12 und 14 des flachen Plattenteils 10, ohne die Seiten 11 und 13 desselben zu kreuzen. Ferner schneidet die imaginäre Linie L1 weder einen Eckteil 17, der von den Seiten 11 und 12 des flachen Plattenteils 10 gebildet wird, noch einen Eckteil 18, der von den Seiten 13 und 14 des flachen Plattenteils 10 gebildet wird und diagonal zum Eckteil 17 angeordnet ist. Angenommen der von der imaginären Linie L1 und der Seite 12 des flachen Plattenteils 10 gebildete Winkel ist θ1 und der von einer diagonalen Linie L2, die die Eckteile 17 und 18 verbindet, und der Seite 12 des flachen Plattenteils 10 gebildete Winkel ist θ2, dann ist die Beziehung θ1 > θ2 erfüllt. Wie oben beschrieben, hat der flache Plattenteil 10 eine vertikal längliche Form, so dass der Winkel θ2 45° übersteigt und der Winkel θ1 größer ist als der Winkel θ2.
  • Der Grund, warum die obige Anordnung verwendet wird, ist folgender. Wenn die Beziehung θ1 = θ2 erfüllt ist, so dass die imaginäre Linie L1 und die diagonale Linie L2 einander überlappen, muss eine Spule 3c mit einem kleineren Verdrahtungsbereich 3a als die obige Spule 3 verwendet werden, wie in 3 dargestellt, was zu einer Verringerung der Induktivität führt. Insbesondere, wie in 4 dargestellt, überlappen sich, wenn die imaginäre Linie L1 durch den Eckteil 17 verläuft und die Beziehung θ1 < θ2 erfüllt ist, die Mittelposition C1 oder C2 der Empfängerspule des vertikal länglichen Zielgeräts S1 oder S2 und der Öffnungsbereich 3b der Spule 3c nicht, was zu einer erheblichen Verringerung der Energieübertragungseffizienz führt. Andererseits ist es möglich, eine hohe Energieübertragungseffizienz zu erreichen und gleichzeitig eine ausreichende Größe für den Verdrahtungsbereich 3a der Spule 3 sicherzustellen, wenn die Beziehung θ1 > θ2 erfüllt ist, wie in 2 dargestellt.
  • Wenn die imaginäre Linie L1 durch den Eckteil 17 verläuft, wird ferner, obwohl die Beziehung θ1 > θ2 erfüllt ist, die Breite des flachen Plattenteils 10 in x-Richtung größer als die Breite des kleinen Zielgeräts S1 in x-Richtung, was es einem Benutzer erschwert, das auf dem Halter 2 platzierte Zielgerät S1 zu halten. Andererseits, ist die imaginäre Linie L1 so gemacht, um die Seite 12 zu kreuzen, wie in 2 dargestellt, ragt ein Teil des relativ kleinen Zielgeräts S1 über die Seite 13 hinaus, was dem Benutzer das Halten des auf dem Halter 2 platzierten Zielgeräts S1 erleichtert.
  • 6 ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Konfiguration der Spule 3 veranschaulicht.
  • Wie in 6 dargestellt, weist die Spule 3 ein erstes Spulenmuster 100, das auf der einen Oberfläche 21 des Substrats 20 ausgebildet ist, und ein zweites Spulenmuster 200, das auf der anderen Oberfläche 22 des Substrats 20 ausgebildet ist, auf. Die inneren Umfangsenden des ersten Spulenmusters 100 und die inneren Umfangsenden des zweiten Spulenmusters 200 sind durch eine Mehrzahl von Durchgangsleitern miteinander verbunden (in der Querschnittsansicht von 6 ist nur ein Durchgangsleiter 305 dargestellt), die das Substrat 20 durchdringen. Die Spule 3 ist so in den Halter 2 eingebettet, dass die Oberfläche 21 des Substrats 20 der Auflagefläche des flachen Plattenteils 10 zugewandt ist. Eine Magnetfolie 30 aus einem magnetischen Material wie Ferrit ist vorzugsweise auf der Seite der Oberfläche 22 des Substrats 20 angeordnet.
  • Das Substrat 20 ist in Bezug auf das Material nicht besonders begrenzt, und ein transparentes oder halbtransparentes flexibles Isoliermaterial, wie PET-Harz, kann verwendet sein. Alternativ kann das Substrat 20 auch ein flexibles Substrat sein, das durch Imprägnieren von Glasgewebe mit einem Harz auf Epoxidbasis erhalten ist.
  • 7 ist eine Draufsicht zur Erläuterung der Musterform des ersten Spulenmusters 100 von der Oberfläche 21 des Substrats 20 aus gesehen.
  • Das erste Spulenmuster 100 hat eine Konfiguration mit sechs Windungen, die aus den Windungen 110, 120, 130, 140, 150 und 160 konstituiert ist. Die Windung 110 befindet sich am äußersten Umfang und die Windung 160 befindet sich am innersten Umfang. Die Windungen 110, 120, 130, 140, 150 und 160 sind jeweils durch sieben Spiralschlitze in acht Leitungen unterteilt. Insbesondere ist die Windung 110 in acht parallele Leitungen 111 bis 118 unterteilt, die Windung 120 in acht parallele Leitungen 121 bis 128, die Windung 130 in acht parallele Leitungen 131 bis 138, die Windung 140 in acht parallele Leitungen 141 bis 148, die Windung 150 in acht parallele Leitungen 151 bis 158 und die Windung 160 in neun parallele Leitungen 161 bis 168.
  • Die Leitungen 111, 121, 131, 141, 151 und 161 bilden eine in sechs Windungen spiralförmig gewundene durchgehende Leitung, die Leitungen 112, 122, 132, 142, 152 und 162 bilden eine in sechs Windungen spiralförmig gewundene durchgehende Leitung, die Leitungen 113, 123, 133, 143, 153 und 163 bilden eine in sechs Windungen spiralförmig gewundene durchgehende Leitung, die Leitungen 114, 124, 134, 144, 154 und 164 bilden eine in sechs Windungen spiralförmig gewundene durchgehende Leitung, die Leitungen 115, 125, 135, 145, 155 und 165 bilden eine in sechs Windungen spiralförmig gewundene durchgehende Leitung, die Leitungen 116, 126, 136, 146, 156 und 166 bilden eine in sechs Windungen spiralförmig gewundene durchgehende Leitung, die Leitungen 117, 127, 137, 147, 157 und 167 bilden eine in sechs Windungen spiralförmig gewundene durchgehende Leitung, und die Leitungen 118, 128, 138, 148, 158 und 168 bilden eine in sechs Windungen spiralförmig gewundene durchgehende Leitung. Die Leitungen 111, 121, 131, 141, 151 und 161 sind Leitungen, die an den äußersten Rändern ihrer entsprechenden Windungen liegen, und die Leitungen 118, 128, 138, 148, 158 und 168 sind Leitungen, die an den innersten Rändern ihrer entsprechenden Windungen liegen.
  • Die äußeren Umfangsenden der Leitungen 111 bis 118 sind gemeinsam mit einem Anschlusselektrodenmuster 101 verbunden. Die innersten Umfangsenden der Leitungen 161 bis 168 sind jeweils mit Durchgangsleitern 301 bis 308 verbunden, die das Substrat 20 durchdringen. Die Durchgangsleiter 301 bis 308 sind in der Richtung B angeordnet.
  • Die Musterform des zweiten Spulenmusters 200 ist von der Seite der Oberfläche 22 des Substrats 20 aus gesehen die gleiche wie die Musterform des ersten Spulenmusters 100 von der Seite der Oberfläche 21 des Substrats 20 aus gesehen. Die acht Leitungen, die die innerste Umfangswindung des zweiten Spulenmusters 200 bilden, sind mit den acht Leitungen, die die innerste Umfangswindung des ersten Spulenmusters 100 bilden, jeweils durch die Durchgangsleiter 301 bis 308 verbunden. Das erste und zweite Spulenmuster 100 und 200 sind auf der Vorder- bzw. Rückseite des Substrats 20 so ausgebildet, dass ihre Spulenachsen zusammenfallen. Wie in 8 dargestellt, überlappen sich somit die Leitungen, die das erste Spulenmuster 100 bilden, und die Leitungen, die das Spulenmuster 200 bilden, in z-Richtung. Die acht Leitungen, die die äußerste Umfangswindung des zweiten Spulenmusters 200 bilden, sind gemeinsam mit einem Anschlusselektrodenmuster 102 verbunden.
  • Mit der obigen Konfiguration sind, wie in 9 dargestellt, das erste und zweite Spulenmuster 100 und 200 in Reihe zwischen dem ersten und zweiten Anschlusselektrodenmuster 101 und 102 geschaltet. Da das erste und zweite Spulenmuster 100 und 200 jeweils die Konfiguration mit sechs Windungen aufweist, erhält man eine Spule mit einer Konfiguration von insgesamt 12 Windungen. Darüber hinaus ist die äußerste Umfangsleitung des ersten Spulenmusters 100 mit der innersten Umfangsleitung des zweiten Spulenmusters 200 verbunden, und die innerste Umfangsleitung des ersten Spulenmusters 100 ist mit der äußersten Umfangsleitung des zweiten Spulenmusters 200 verbunden, wodurch eine Differenz zwischen innerem und äußerem Umfang eliminiert wird.
  • 10 zeigt ein Blockdiagramm, das eine drahtlose Energieübertragungsvorrichtung 40 unter Verwendung des Spulenmoduls 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
  • Die in 10 dargestellte drahtlose Energieübertragungsvorrichtung 40 schließt die im Spulenmodul 1 enthaltene Spule 3, eine mit der Spule 3 verbundene Energieübertragungsschaltung 41 und eine mit der Energieübertragungsschaltung 41 verbundene Steuerschaltung 42 ein. So kann die von einer Stromversorgung 43 gelieferte Energie drahtlos über die Spule 3 zur drahtlosen Energieübertragung an das Zielgerät S1 oder S2, etwa ein Smartphone, übertragen werden.
  • 11 ist eine schematische Ansicht, die ein Spulenmodul 1A gemäß einer Modifikation zeigt.
  • Wie in 11 dargestellt, umfasst das Spulenmodul 1A gemäß der Modifikation außerdem einen beweglichen Anschlag 19, der sich in y-Richtung entlang der Seite 13 des flachen Plattenteils 10 erstreckt. Andere Grundkonfigurationen sind die gleichen wie die des oben beschriebenen Spulenmoduls 1, so dass die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und Überlappungen in der Beschreibung weggelassen sind.
  • Der bewegliche Anschlag 19 kann in x-Richtung bewegt werden. Wenn also das kleine Zielgerät S1 auf dem flachen Plattenteil 10 platziert werden soll, wird der bewegliche Anschlag 19 in x-Richtung in die Position P1 in 11 bewegt; und wenn das große Zielgerät S2 auf dem flachen Plattenteil 10 platziert werden soll, wird der bewegliche Anschlag 19 in x-Richtung in die Position P2 in 11 bewegt. Dadurch ist es unwahrscheinlich, dass sich das Zielgerät S1 oder S2 vom Halter 2 löst, wenn es von einem Benutzer in einem Zustand gehalten wird, in dem es auf dem Halter 2 platziert ist.
  • Obgleich die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, und verschiedene Modifikationen können im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, wobei alle diese Modifikationen in der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung schließt die folgenden Konfigurationsbeispiele ein, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Ein Spulenmodul gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst: einen Halter mit einem flachen Plattenteil, um darauf ein Zielgerät zu platzieren, einem ersten Anschlag, der sich in einer ersten Richtung entlang einer ersten Seite des flachen Plattenteils erstreckt, und einem zweiten Anschlag, der sich in einer zweiten Richtung orthogonal zur ersten Richtung entlang einer zweiten Seite des flachen Plattenteils erstreckt; und eine Spule, die so vorgesehen ist, dass sie den flachen Plattenteil des Halters überlappt. In einer Spulenachsenrichtung gesehen ist ein Außenmaß der Spule in einer dritten Richtung, die in einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf die erste Richtung geneigt ist, größer als ein Außenmaß der Spule in einer vierten Richtung, die orthogonal zur dritten Richtung verläuft.
  • Mit der oben beschriebenen Konfiguration ist es möglich, verschiedene Zielgeräte unterschiedlicher Größe kontaktlos zu laden.
  • Die flächige Form der Spule in der Spulenachsenrichtung gesehen kann eine elliptische Form sein. Dadurch können verschiedene Zielgeräte unterschiedlicher Größe effizient aufgeladen werden.
  • Eine imaginäre Linie, die sich in der dritten Richtung auf dem flachen Plattenteil erstreckt und durch die Spulenachse verläuft, muss einen ersten Eckteil, der durch die erste und zweite Seite des flachen Plattenteils gebildet ist, nicht kreuzen. Dies erleichtert dem Benutzer das Halten des auf dem Halter platzierten Zielgeräts. In diesem Fall kann der flache Plattenteil einen zweiten Eckteil aufweisen, der diagonal zum ersten Eckteil angeordnet ist, und der Winkel, der durch die imaginäre Linie und die zweite Seite des flachen Plattenteils gebildet ist, kann größer sein als der Winkel, der durch eine diagonale Linie, die den ersten und zweiten Eckteil verbindet, und die zweite Seite des flachen Plattenteils gebildet ist. Dadurch kann ein ausreichender Verdrahtungsbereich der Spule sichergestellt werden.
  • Die Spulenachse muss nicht mit der Mittelposition des flachen Plattenteils zusammenfallen. Dadurch können verschiedene Zielgeräte unterschiedlicher Größe effizient aufgeladen werden.
  • Der Abstand zwischen der Spulenachse und der zweiten Seite des flachen Plattenteils in der ersten Richtung kann größer sein als der Abstand zwischen der Spulenachse und der ersten Seite des flachen Plattenteils in der zweiten Richtung. Dies kann die Effizienz der Energieübertragung auf ein Zielgerät mit einer vertikal länglichen Form erhöhen.
  • Die Spule kann ein erstes Spulenmuster, das auf einer Oberfläche eines Substrats vorgesehen ist, ein zweites Spulenmuster, das auf der anderen Oberfläche des Substrats vorgesehen ist, und Durchgangsleiter umfassen, die das Substrat durchdringen, um die inneren Umfangsenden des ersten Spulenmusters und die inneren Umfangsenden des zweiten Spulenmusters zu verbinden. Die Windungen, die das erste und das zweite Spulenmuster bilden, können jeweils in eine Mehrzahl von parallelen Leitungen unterteilt sein, und die Durchgangsleiter können der Mehrzahl von jeweiligen Leitungen zugeordnet und in der vierten Richtung angeordnet sein. Dadurch können eine Differenz zwischen innerem und äußerem Umfang eliminiert und eine ausreichende Breite des Öffnungsbereichs der Spule in der vierten Richtung sichergestellt werden.
  • Der Halter kann ferner einen beweglichen Anschlag aufweisen, der sich in der ersten Richtung entlang einer dritten Seite des flachen Plattenteils gegenüber der ersten Seite erstreckt und so gestaltet ist, dass er in der zweiten Richtung beweglich ist. Dadurch ist es unwahrscheinlich, dass sich das Zielgerät vom Halter löst, wenn ein Benutzer das Zielgerät in einem Zustand hält, in dem es auf dem Halter platziert ist.
  • Eine drahtlose Energieübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst das oben beschriebene Spulenmodul und eine mit der Spule verbundene Energieübertragungsschaltung. Dies ermöglicht es der drahtlosen Energieübertragungsvorrichtung, verschiedene Zielgeräte unterschiedlicher Größe kontaktlos aufzuladen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2013093973 A [0002, 0003]

Claims (9)

  1. Ein Spulenmodul, umfassend: einen Halter mit einem flachen Plattenteil, um darauf ein Zielgerät zu platzieren, einem ersten Anschlag, der sich in einer ersten Richtung entlang einer ersten Seite des flachen Plattenteils erstreckt, und einem zweiten Anschlag, der sich in einer zweiten Richtung orthogonal zur ersten Richtung entlang einer zweiten Seite des flachen Plattenteils erstreckt; und eine Spule, die so vorgesehen ist, dass sie den flachen Plattenteil des Halters überlappt, wobei in einer Spulenachsenrichtung gesehen ein Außenmaß der Spule in einer dritten Richtung, die in einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf die erste Richtung geneigt ist, größer ist als ein Außenmaß der Spule in einer vierten Richtung, die orthogonal zur dritten Richtung verläuft.
  2. Das Spulenmodul wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei eine flächige Form der Spule in der Spulenachsenrichtung gesehen eine elliptische Form ist.
  3. Das Spulenmodul wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, wobei eine imaginäre Linie, die sich in der dritten Richtung auf dem flachen Plattenteil erstreckt und durch eine Spulenachse verläuft, einen ersten Eckteil, der durch die erste und zweite Seite des flachen Plattenteils gebildet ist, nicht kreuzt.
  4. Das Spulenmodul wie in Anspruch 3 beansprucht, wobei der flache Plattenteil einen zweiten Eckteil aufweist, der diagonal zum ersten Eckteil angeordnet ist, und wobei ein Winkel, der durch die imaginäre Linie und die zweite Seite des flachen Plattenteils gebildet ist, größer ist als ein Winkel, der durch eine diagonale Linie, die den ersten und zweiten Eckteil verbindet, und die zweite Seite des flachen Plattenteils gebildet ist.
  5. Das Spulenmodul wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 beansprucht, wobei eine Spulenachse nicht mit einer Mittelposition des flachen Plattenteils zusammenfällt.
  6. Das Spulenmodul wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht, wobei ein Abstand zwischen einer Spulenachse und der zweiten Seite des flachen Plattenteils in der ersten Richtung größer ist als ein Abstand zwischen der Spulenachse und der ersten Seite des flachen Plattenteils in der zweiten Richtung.
  7. Das Spulenmodul wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 beansprucht, wobei die Spule ein erstes Spulenmuster, das auf einer Oberfläche eines Substrats vorgesehen ist, ein zweites Spulenmuster, das auf einer anderen Oberfläche des Substrats vorgesehen ist, und Durchgangsleiter einschließt, die das Substrat durchdringen, um ein inneres Umfangsende des ersten Spulenmusters und ein inneres Umfangsende des zweiten Spulenmusters zu verbinden, wobei jede der Windungen, die das erste und zweite Spulenmuster bilden, in eine Mehrzahl von parallelen Leitungen unterteilt ist, und wobei die Durchgangsleiter der Mehrzahl von jeweiligen Leitungen zugeordnet und in der vierten Richtung angeordnet sind.
  8. Das Spulenmodul wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 beansprucht, wobei der Halter ferner einen beweglichen Anschlag aufweist, der sich in der ersten Richtung entlang einer dritten Seite des flachen Plattenteils gegenüber der ersten Seite erstreckt und so gestaltet ist, dass er in der zweiten Richtung beweglich ist.
  9. Eine drahtlose Energieübertragungsvorrichtung, umfassend: das Spulenmodul wie in einem der Ansprüche 1 bis 8 beansprucht; und eine Energieübertragungsschaltung, die mit der Spule verbunden ist.
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